土力学地基沉降计算例题

第四章 土的变形性质及 地基沉降计算

地基的沉降计算 一、地基的载荷试验及变形模量的测定 二、地基沉降计算的分层总和法 三、地基沉降计算的建筑地基规范法

四、沉降差和倾斜 五、相邻基础对沉降的影响

一、 地基的载荷试验及变形模量的测定1. 载荷试验 试验目的 确定地基承载力，也可确定地基土层的变形模量。 通常有现场平板载荷试验和旁压试验两种

反压重物 反力梁

千斤顶百分表 荷载板 基准梁

百分表

磁性表座

1-承压板 2-千斤顶 3-百分表 4-平台 5-支墩 6-堆载

在压板上逐级施加中心荷载，每级荷载相当于压板极限 荷载的1/10~1/15,这样加载直至地基发生破坏，记录荷载 压力P和压板的沉降量S,绘制成P-S曲线。 利用P-S曲线的直线部分求解地基的变形模量E0。

设备的安装过程

千分表6

2. 变形模量的确定比例界限 极限荷载

p1

pu

p

压力p

圆形压板

E0 s 5 s沉 降

1 24 s1

p1 D

方形压板

E0

1 22 s1

p1b

s7

注意： 通过现场载荷试验确定的变形模量E0,不能盲目的用 于整个压缩层。 如果这个压缩层是均匀的，载荷试验的结果可以直接

应用。 如果压缩层内含有软弱层，则不能直接应用

六 地基沉降计算

一、填空

1.目前，在建筑工程中计算地基最终沉降量的较常见的方法是__________和________。 2.____________《规范》方法计算地基最终沉降的公式为__________，公式中S、z、p0的单位分别是___________、____________、___________。 3._______________是决定地基沉降与时间关系的关键因素。

4.对一般土，按分层总和法计算地基沉降量时，沉降计算深度zn是根据___________条件确定的，若其下方还存在高压缩性土层，则要按_____________条件确定。

5.采用分层总和法计算地基沉降量时，第i层土的沉降量计算公式为____________或___________。

6.当无相邻荷载影响，基础宽度在1-50m范围内时，规范规定，基础中点的地基沉降的计算深度可按简化公式计算，该公式为___________。 7.饱和粘土的沉降由__________、___________、_________沉降组成，计算这几部分沉降时，其压缩性指标分别采用____________、______________、_________。

8.用分层总和法计算地基沉

地基沉降量计算

地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。

在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量称为地基最终沉降量。

一、分层总和法计算地基最终沉降量

计算地基的最终沉降量，目前最常用的就是分层总和法。

（一）基本原理

该方法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致，属一维压缩问题。地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（ei、Es、a）进行计算，有：

变换后得：

或

式中：S--地基最终沉降量（mm）；

e1--地基受荷前（自重应力作用下）的孔隙比；

e2--地基受荷（自重与附加应力作用下）沉降稳定后的孔隙比； H--土层的厚度。 计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量Si。最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：

（二）计算步骤

1）划分土层

如图4-7所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足Hi≤0.4B（B为基底宽度）。 2）计算基底附加压力p0 3）计算各分层界面的自重应力σ4）确定压缩层厚度 满足σz=0.2σ

szsz

3-1 某土层及其物理指标如图3-31所示，计算土中自重应力。(参考答案：9m处

?cz?103.8kPa)

习题3-1图

解：第一层土为细砂，地下水位以下的细砂是受到水的浮力作用，其浮重度?为：

‘?’?(Gs?1)?(2.69?1)?20??10.65KNm3

Gs(1?w)2.69?(1?0.18)w?wpwL?wp?50?25?1.09?1，故认为粘土层受到水的浮力

48?25第二层粘土层的液性指数IL?作用。其浮重度为：

?’?(Gs?1)?(2.72?1)?19??8.01KNm3

Gs(1?w)2.72?(1?0.50)z?0,?cz??z?0;

z?2m,?cz?20?2?40kPa;

z?5m,?cz?20?2?10.65?3?71.95kPa; z?9m,?cz?20?2?10.65?3?8.01?4?104kPa

3-2 如图3-32所示桥墩基础，已知基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心

的荷载N=4000kN，M=2800kN﹒m，计算基础底面的压力并绘出分布图。（参考答案：pmax?205kPa）

图3-32 习题3-2图

1

解：

e?M28004??0.7??0.67m N40006pmax?'2N2

单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的疏桩基础

的沉降计算例题（JGJ94-2007 5.5.14条和附录F）

刘兴录 钱力航

某高层为框架－核心筒结构，基础埋深26m（7层地下室），核心筒采用桩筏基础。外围框架采用复合桩基，基桩直径1.0 m，桩长15 m，混凝土强度等级C25，桩端持力层为卵石层，单桩承载力特征值为Ra = 5200 kN ,其中端承力特征值为2080kN,梁板式筏形承台，筏板厚度hb=1.2 m，梁宽bl=2.0 m,梁高 hl= 2.2 m(包括筏板厚度),承台地基土承载力特征值

fak=360kPa,土层分布：0~26 m土层平均重度?=18

kN/m3;26m~27.93 m为中沙⑦1，?=16.9kN/m3; 27.93m~32.33 m

3

?为卵石⑦层， =19.8kN/m，ES=150MPa; 32.33m~38.73m为粘

土⑧层， ?=18.5kN/m，ES=18Mpa; 38.73m~40.53 m为细砂⑨

3

3

?层， =16.5kN/m，ES=75MPa; 40.53m~45.43 m为卵石⑨层， 1

?=20kN/m3，ES=150MPa; 45.43m~48.03 m为粉质粘土⑩层， ?=18kN/m3，

地基沉降计算

一、填空

1、前期固结压力大于现有自重应力的土称为 土。

2、某土在压力为100kPa，200kPa时对应的孔隙比分别为0.85和0.82，则该土的压缩性 。

3、饱和土体渗流固结完成的条件是土中孔隙水应力 ，或有效应力 。 4、饱和土体在荷载作用下，孔隙中自由水随时间缓慢 ，体积逐渐 的过程，称为土的固结。

5、在饱和土体的渗流固结理论中假定土中水和土粒 。

6、饱和土的渗透固结过程中 应力消散， 应力增加。 7、在饱和土体的渗流固结理论中假定土中水的渗流服从 。

8、根据OCR的大小可把粘性土分为_________ 、 __________和__________三类。 9、土的压缩试验是在___________条件下完成的。压缩系数反映了________。 10、在应力历史上地基土所经受的最大有效应力称为________。 11、前期固结压力与现有的自重应力的比值称为________。

12、饱和土体在荷载作用下，孔隙中的水逐渐被排出，土的体积逐渐被压缩的过程称为___

内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院

《土力学与基础工程》

土木工程系岩土土工程教研室

目 录

一、名词解释 ............................................................................................................................ 1 二、填空题 ................................................................................................................................ 2

第二章 土的性质和工程分类 ........................................................................................... 2 第三章 土中应力计算 ...................................................................................

1.土的颗粒级配良好，其不均匀系数Cu至少应大于（ ） A.3 C.10

B.5 D.15

2.土的渗透系数越大，达到某一固结度所需的时间（ ） A.固定不变 C.越长

B.不定 D.越短

3.当软土地基上的高层建筑附近有低层裙房时，从减小不均匀沉降的角度考虑，施工顺序宜为（ ） A.先低后高 C.先高后低

4.岩石按成因分类时，花岗岩属于（ ） A.沉积岩 C.变质岩

5.碎石类土、砂土通常具有（ ） A.蜂窝结构 C.单粒结构

B.絮状结构

D.单粒、蜂窝、絮状共存结构 B.岩浆岩 D.砂岩 B.同时进行

D.不考虑相互影响，分别施工

6.地基条件、埋深和基底附加压力等均相同的前提下，条形基础的沉降量s条与同宽度的单独基础的沉降量s单两者之间的关系是（ ） A. s条=s单 C. s条>s单

B. s条

7.剪切破坏面与最大剪应力作用面一致时，土的内摩擦角?值应为（ ） A.0° C.45°

B.30° D.90°

8.地下水在土中渗流时，与其渗流速度成反比关系的参数是（ ） A.两点间的水头差 C.土的渗透系数

B.两点间的距离 D.水力梯度

9.在地基承载力

土力学基础沉降量复习题

1、 有一条形基础宽为4m，埋深为2m ，受400kN中心荷载（包括基础自重）的作用。地基为细砂层,其 计算基础的总沉降。

19kN/m

3

，压缩资料示于表所示。试用分层总和法

表 细砂的e-p曲线资料

p/kPa0005000 e80543520

2 qz2 68.4 19 1.6 98.8kPa，qz3 98.8 19 1.6 129.2kPa qz4 129.2 19 1.6 159.6kPa，qz1 159.6 19 1.6 190kPa 3）附加应力：

p

PA 40004 8

125kPa

，p0 p H 125 19 2 87kPa， 0 87kPa

a/b 2

为计算方便，将荷载图形分为4块，则有：a 4m,b 2m,分层面1： z1 1.6m,

z1

z1/b 0.8,k1 0.218

4k1p0 4 0.218 87 75.86kPa

z2/b 1.6,

k2 0.148

分层面2： z2 3.2m,

土力学基础沉降量复习题

z2

4k2p0 4 0.148 87 51.50kPa

z3/b 2.4,

k3 0.098

分层面3：

《土力学与地基基础》模拟题（一）

一、填空题（每小题1分，共10分）

1、根据地质成因条件的不同，有以下几类土： 、 、 、 等等。（残积土、坡积土、洪积土、冲积土）

2、颗粒分析试验对于粒径小于或等于60mm，大于0.075mm的土，可用 测定。（筛析法）

3、当动水压力等于或大于土的有效重度时，土粒处于悬浮状态，土粒随水流动，这种现象称为 。（流沙）

4土方开挖遵循 、 、 和 的原则。（开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖）

5深基坑土方开挖方案主要有 、 、 、 等。（放坡开挖、盆式开挖、中心岛式开挖、逆作法开挖） 6 边坡系数是以土方 与 之比表示。（深度H、底宽B） 8 铲运机的特点是能综合完成 、 、 和 等土

方施工工序。（挖土、装土、卸土、压土、平土； 回答四个即可